[发明专利]多洞多机水电水利工程能量指标计算方法

权利要求书

1.多洞多机水电水利工程能量指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时采集设定时段内水电站的平均发电净水头、分配的发电流量、发电机能量转换效率、水轮机的转轮直径及对应的水轮机效率，根据采集的平均发电净水头、分配的发电流量、发电机能量转换效率、水轮机的转轮直径及对应的水轮机效率计算出对应时段内水电站的出力系数；

根据设定时段内实时采集的平均发电净水头和分配的发电流量与计算出的出力系数计算对应设定的总时段内的年发电量，选取年发电量最大的年发电量对应的流量分配作为最优流量分配，并计算最优流量分配下的其它能量指标；

所述各出力系数对应设定的总时段内的最大的年发电量的计算公式为：

其中，E_T为水电站最大的年发电量，M_t为第t时段小时数，Q_t为水电站第t时段发电流量，H_t为水电站在第t时段平均发电净水头，T为设定的总时段，A_t为水电站第t时段出力系数，A_t＝9.81η_水轮机(H_t,Q_t,D)η_发电机，η_水轮机为水轮机能量转换效率，η_发电机为发电机能量转换效率，D为水轮机的转轮直径；

所述设定的总时段内的最大年发电量及其它能量指标的计算过程具体包括以下步骤：

步骤1、采集预设的参数，所述预设的参数包括：水库入库流量过程I(t)，电站厂房水位与流量关系Z_d＝Z(Q_t)，水库正常蓄水位Z_N和水库死水位Z_min，并定义：水电站引水隧洞条数为M，隧洞序号为i，其中1≤i≤M，各引水隧洞对应机组台数为N_i，机组序号为j，其中1≤j≤N_i，各引水隧洞第t时段引用发电流量为Q_i,t，各机组第t时段引用发电流量为第t时段最大引用发电流量为各机组转轮直径为D_1j，转速为n_j，洞机引水发电流量离散点数目分别为Num₁，Num₂，离散点序号分别为k₁和k₂，其中0≤k₁≤Num₁，0≤k₂≤Num₂；

步骤2、从第1条引水隧洞，即i＝1开始，发电流量从k₁＝0开始定为其中当i＝1时，计算引水隧洞水头损失HLoss_i,k1；q_t为水电站第t时段入库流量；

步骤3、从当前引水隧洞对应的第1台机组，即j＝1开始，引水发电流量从k₂＝0开始定为其中当j＝1时，计算机组水头损失HLoss_j,k2；

步骤4、根据水库运行过程确定上游库水位Z_up，所述上游库水位Z_up取正常蓄水位Z_N和死水位Z_min的平均值，即

步骤5、根据电站厂房水位与流量关系Z_d＝Z(Q_t)查取下游水位Z_d；

步骤6、根据上游库水位Z_up、下游水位Z_d、引水隧洞水头损失HLoss_i,k1、机组水头损失HLoss_j,k2计算发电水头H_i,j，并根据水轮机相似律换算公式，计算求得单位转速和单位流量并结合水轮机综合特性曲线查求水轮机效率计算出力系数其中发电机能量转换效率η_发电机较为稳定，根据发电机设备固有特性设为固定值，同时计算出当前流量分配下的发电出力

步骤7、返回步骤3，依次遍历N_i-1台机组，当为第N_i台机组时，依次遍历Num₂个离散点，计算相应机组总出力并记录，求出第i条引水隧洞当前流量分配下的最优机组发电总出力

步骤8、依次从第1台至第N_i-1台逐台机组遍历Num₂个离散点，重复步骤3至步骤7，求出第i条引水隧洞当前流量分配下的最终最优机组发电总出力；

步骤9、返回步骤2，依次遍历M-1条引水隧洞，当为第M条引水隧洞时，依次遍历Num₁个离散点，计算相应电站总出力并记录，求出电站当前流量分配下的最优发电总出力N_t＝∑N_i,t；

步骤10、依次从第1条至第M-1条逐条引水隧洞遍历Num₁个离散点，重复步骤2至步骤9，求出电站当前流量分配下的最优发电总出力及发电量；

步骤11、遍历所有计算时段，重复步骤1至步骤10，求出计算周期内电站的最大的年发电量及相应发电过程。